IGBT биполярные транзисторы

1.

IGBT биполярные транзисторы

2. История

ИСТОРИЯ
Биполярный точечный транзистор был изобретен в 1947 году, в
течение
последующих лет он
зарекомендовал себя как
основной элемент для
изготовления интегральных
микросхем, использующих
транзисторно-транзисторную,
резисторно-транзисторную
и диодно-транзисторную логику

3. Общие сведения

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый
прибор, состоящий из трёх областей с чередующимися типами
электропроводности, пригодный для усиления мощности
Эти области разделяются электронно-дырочными переходами(э-д
переходами). Особенность транзистора состоит в том, что между
его э-д переходами существует взаимодействие - ток одного из
электродов может управлять током другого. Такое управление
возможно, потому что носители заряда, инжектированные через
один из э-д переходов могут до другого перехода, находящегося
под обратным напряжением, и изменить его ток.
Каждый из переходов транзистора можно включить либо в
прямом, либо в обратном направлении. В зависимиости от этого
различают три режима работы транзистора:

4. Режимы работы

РЕЖИМЫ РАБОТЫ
1.Режим отсечки - оба э-д перехода закрыты,
при этом через транзистор обычно идёт
сравнительно небольшой ток;
2.Режим насыщения - оба э-д перехода
открыты;
3.Активный режим - один из э-д переходов
открыт, а другой закрыт.

5. Условное обозначение

УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ

6. Схемы включения

СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ
2)Схема
включения
с общей базой
1)Схема включения
с общим эмиттером
3)Схема
включения с
общим
коллектором

7. Биполярный транзистор с изолированным затвором(IGBT )

БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР С
ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ(IGBT )
Полностью управляемый полупроводниковый прибор, в
основе которого трёхслойная структура. Его включение и
выключение осуществляются подачей и снятием
положительного напряжения между затвором и истоком.

8. Развитие IGBT

РАЗВИТИЕ IGBT
I поколение IGBT (1985 г.): предельные коммутируемые напряжения
1000 В и токи 200 А в модульном и 25 А в дискретном исполнении,
прямые падения напряжения в открытом состоянии 3,0-3,5 В, частоты
коммутации до 5 кГц (время включения/выключения около 1 мкс).
II поколение (1991 г.): коммутируемые напряжения до 1600 В, токи до
500 А в модульном и 50 А в дискретном исполнении; прямое падение
напряжения 2,5-3,0 В, частота коммутации до 20 кГц ( время включения/
выключения около 0,5 мкс).
III поколение (1994 г.): коммутируемое напряжение до 3500 В, токи
1200 А в модульном исполнении. Для приборов с напряжением до 1800
В и токов до 600 А прямое падение напряжения составляет 1,5-2,2 В,
частоты коммутации до 50 кГц (времена около 200 нс).
IV поколение (1998 г.): коммутируемое напряжение до 4500 В, токи до
1800 А в модульном исполнении; прямое падение напряжения 1,0-1,5 В,
частота коммутации до 50 кГц (времена около 200 нс).

9. Схематичный разрез структуры IGBT

СХЕМАТИЧНЫЙ РАЗРЕЗ СТРУКТУРЫ IGBT
обычного (планарного) выполненого по
"trench-gate technology”

10. IGBT-модули

IGBT-МОДУЛИ
Типовая конструкция IGBT-модуля:
1 - кристалл;
2 - слой керамики;
3 - спайка;
4 - нижнее тепловыводящее основание

11. Основные области применения и промышленное производство IGBT-модулей в России

ОСНОВНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ И
ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО IGBTМОДУЛЕЙ В РОССИИ
Современные IGBT-модули находят сегодня
широкое применение при создании неуправляемых
и управляемых выпрямителей, автономных
инверторов для питания двигателей постоянного и
переменного тока средней мощности
преобразователей индукционного нагрева,
сварочных аппаратов, источников бесперебойного
питания, бытовой и студийной техники.